JPH04129162A - Illuminant for projection - Google Patents
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Landscapes
- Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクションテレビ等の各種投射装置に
使用される投射用光源に関する。The present invention relates to a projection light source used in various projection devices such as projection televisions.
投射用光源としては、ランプからの光を直接出射させる
単管式、凹面鏡やコンデンサレンズ等で平行光線にして
送り比す二重管式等が知られている。
単管式の投射用光源は、たとえば第５図に示すように、
単管ランプ１ｏの基端部を接着剤１２で放物面鏡２０或
いは楕円鏡に固定している。単管ランプ１０は、透明石
英ガラス等から作られた封体１２の中央部を中空に成形
し、この中空部内に陰極１３及び陽極１４を対向配置し
ている。陰極１３は、リード１５を介して接着剤１１の
封入箇所を経て外部電源のマイナス極に接続されている
。
陽極１４は、電極挿入棒１６及びリード１７を介し同じ
く外部電源のプラス局に接続されている。
放物面鏡２０は、単管ランプ１０側の内面に光反射率の
高いコーティング２１が施されている。
また、放物面鏡２０の器壁一部にリード挿通孔２２が形
成されており、このリード挿通孔２２に挿通されたリー
ド１７が外部電源に導かれる。
単管ランプ１ｏの中空部には、キセノン等の封入ガス１
８が１０〜１５気圧で封入されている。
この高圧雰囲気下で陰極１３と陽極１４との間に電圧を
印加すると、アークが発生する。単管ランプ１０から出
射されたアーク光ＬＯは、放物面鏡２０で反射され、平
行光線Ｌｌとなる。
他方、二重管式の投射用光源は、第６図に示すように、
二重管ランプ３０を凹面鏡３１の焦点位置に配置してい
る。二重管ランプ３ｏから出射された光ＬＯは、凹面鏡
３１て反射された後、集光レンズ３２を透過することに
より平行光ｇＬｉとなる。As a projection light source, a single tube type that directly emits light from a lamp, and a double tube type that converts light into parallel light using a concave mirror or a condenser lens and sends it for comparison are known. A single-tube projection light source is, for example, as shown in FIG.
The base end of the single tube lamp 1o is fixed to a parabolic mirror 20 or an elliptical mirror with an adhesive 12. In the single-tube lamp 10, an enclosure 12 made of transparent quartz glass or the like is formed into a hollow center part, and a cathode 13 and an anode 14 are disposed facing each other within this hollow part. The cathode 13 is connected to the negative pole of an external power source through a lead 15 and a portion where the adhesive 11 is sealed. The anode 14 is also connected to the positive station of the external power source via an electrode insertion rod 16 and a lead 17. The parabolic mirror 20 has a coating 21 with high light reflectivity applied to the inner surface on the side of the single tube lamp 10. Further, a lead insertion hole 22 is formed in a part of the wall of the parabolic mirror 20, and the lead 17 inserted through the lead insertion hole 22 is guided to an external power source. The hollow part of the single tube lamp 1o is filled with gas 1 such as xenon.
8 is sealed at 10 to 15 atmospheres. When a voltage is applied between the cathode 13 and the anode 14 in this high-pressure atmosphere, an arc is generated. The arc light LO emitted from the single tube lamp 10 is reflected by the parabolic mirror 20 and becomes a parallel light beam Ll. On the other hand, the double-tube projection light source, as shown in Figure 6,
A double tube lamp 30 is placed at the focal point of a concave mirror 31. The light LO emitted from the double tube lamp 3o is reflected by the concave mirror 31 and then transmitted through the condenser lens 32, thereby becoming parallel light gLi.
単管式の投射用光源では、単管ランプ１０からの光が直
接必要とする箇所に投射されるため、光の利用効率が高
い。しかし、大気中では対流によって上向きの気流が生
じ、封体１２の下側が冷却され、上側との温度差が大き
くなる。また、封体１２の内部でも対流があり、封体１
２の下側が低温になる傾向が強くなる。
そして、メタルハライドランプの光学的性能は、封体１
２の最低温度で決定されるため、封体１２の上側は高温
となってしまい、封体１０を形成する石英ガラスが各種
の金属ハロゲン化物と反応して失透し易い。この反応は
、１０００℃以上の高温になると急激に進行する。また
、反応によって、必要とするハロゲン化物の絶対量が不
足する。その結果、必要な光量が得られなくなる。この
点、単管ランプは、光利用効率が良いものの、寿命か短
いことが欠点である。
他方、二重管式の投射用光源は、第７図に示すように、
単管式に比較して点灯時間の経過に伴った照度減衰率の
低下がかさく、寿命の長いものといえる。しかし、二重
管ランプ３０から平行光線Ｌ１として取り呂せる光利用
効率が低く、同じ光量を得ようとすると、犬呂力の光源
が必要となる。
本発明は、このような問題を解消するために案出された
ものであり、単管ランプを真空雰囲気下に配置すること
により、光利用効率に優れた単管ランプの長所を維持し
ながら、寿命の長い投射用光源を提供することを目的と
する。In a single-tube projection light source, the light from the single-tube lamp 10 is directly projected onto a location where it is needed, so the light utilization efficiency is high. However, in the atmosphere, an upward air current is generated due to convection, and the lower side of the enclosure 12 is cooled, increasing the temperature difference between the lower side and the upper side. In addition, there is convection inside the envelope 12, and the envelope 1
The lower side of 2 tends to be colder. The optical performance of the metal halide lamp is
Since the temperature is determined at the lowest temperature of 2, the upper side of the enclosure 12 becomes high temperature, and the quartz glass forming the enclosure 10 tends to react with various metal halides and devitrify. This reaction progresses rapidly at high temperatures of 1000° C. or higher. Moreover, the absolute amount of the required halide is insufficient due to the reaction. As a result, the necessary amount of light cannot be obtained. In this regard, although single tube lamps have good light utilization efficiency, they have a short lifespan. On the other hand, the double tube type projection light source, as shown in Fig. 7,
Compared to the single-tube type, the illuminance attenuation rate decreases more rapidly as the lighting time passes, and it can be said to have a longer lifespan. However, the light utilization efficiency of the parallel light beam L1 taken from the double tube lamp 30 is low, and a light source with more power is required to obtain the same amount of light. The present invention was devised to solve these problems, and by placing the single tube lamp in a vacuum atmosphere, it maintains the advantages of the single tube lamp, which has excellent light utilization efficiency, and The purpose is to provide a projection light source with a long life.
本発明の投射用光源は、その目的を達成するため、メタ
ルハライドランプの後方に配置されるリフレクタと、該
リフレクタの前縁に融着された透明度の高いカバーガラ
スとを備えており、前記リフレクタ及び前記カバーガラ
スにより形成された密閉空間を真空に維持し、該密閉空
間にメタル／’％ライドランプを配置したことを特徴と
する。In order to achieve the object, the projection light source of the present invention includes a reflector placed behind a metal halide lamp, and a highly transparent cover glass fused to the front edge of the reflector. The present invention is characterized in that the sealed space formed by the cover glass is maintained in a vacuum, and a metal/'% ride lamp is disposed in the sealed space.
メタルハライドランプは、発光管内面の最低温度が高い
ほど発光効率（Ｌｍ／Ｗ）が増加する特徴をもっている
。また、スペクトルの凹凸も少なくなり、演色性に優れ
た光が得られる。しかし、発光管の温度が上昇すると、
発光管の封体を形成する石英ガラスの失速が激しくなる
。また、金属ハロゲン化物と石英ガラスとの間の反応に
よってハロゲン化物の絶対量が不足するため、寿命が短
くなる。
この点、本発明の投射用光源においては、リフレクタ及
びカバーガラスで囲まれた密閉空間にメタルハライドラ
ンプを配置し、且つ密閉空間を真空雰囲気にしている。
そのため、密閉空間が真空断熱層として働き、大気の影
響を受けることがψなくなり、メタルハライドランプの
封体の温度差が大きくなることが抑制される。したがっ
て、メタルハライドランプの封体を形成する石英ガラス
ノ失透やハロゲン化物の消費が抑えられ、長期にわたり
必要とする光量を安定して投射することができる。
［実 施 例１
以下、第１図〜第４図を参照しながら、実施例によって
本発明を具体的に説明する。
実施例１：
本実施例においては、第１図及び第２図に示すような構
造をもつ投射用光源を使用した。
この投射用光源は、メタルハライドランプ５０をリフレ
クタ６０及びカバーガラス７０て囲まれた密閉空間８０
に配置している。
メタルハライドランプ５０は、従来の単管ランプと同様
に、透明石英ガラス製の封体５１の中央部に形成した中
空部５２に陰極５３及び陽極５４を対向配置させている
。陰極５３及び陽極５４は、モリブデン箔５５．リード
５６等を介してそれぞれの外部電極５７．５８に接続さ
れている。
リフレクタ６０のランプ取付は部６１を融着かしめるこ
とによって、外部電極５７に接続されたモリブデン箔５
５がランプ取付は部６１に固定される。なお、符番５９
は、ランプ取付は部６１を貫通して密閉空間８ｏ内に突
出し１こゲッターである。モリブデン箔５５は、ガラス
の熱膨張係数に近似した熱膨張係数をもっており、熱膨
張或いは熱収縮によって電極とガラスとの間にリークが
生じることを防いでいる。
リフレクタ６０の内面は、放物面或いは楕円面に形成さ
れており、反射率の高い材料でコーティング６２が施さ
れている。コーティング６２の材料としては、赤外線吸
取剤及び／又は紫外線吸収剤を含有するものを使用する
ことができる。
リフレクタ６ｏの前縁は、カバーガラス７０に融着され
た融着部６３となっている。
リフレクタ６０及びカバーガラス７０としては、たとえ
ば熱膨張率が３６〜３８ Ｘ １０−７／’Ｃのほう珪
酸ガラスが使用される。このうちでも、カバーガラス７
ｏとしては、透明度の高いものが使用される。
カバーガラス７０の内面側中央部には、支持部７１が形
成されている。支持部７１は、Ｉｌｌ極５４から導呂さ
れたり一部５６の一端を支持する。リード５６の途中に
はカップリング７２が設けられており、カップリング７
２から延びたステー７３或いはリードが融着部６３を貫
通して電極５８に接続されている。
カバーガラス７０の内面或いは外面に対して、コーティ
ング７５が施されている。コーティング７５の材料とし
ては、赤外線吸収剤及び／又は紫外線吸取剤を含有する
ものが使用される。これにより、カバーガラス７０は、
液晶パネルの温度上昇や劣化を促進させる原因となる赤
外線或いは紫外線をカットするフィルタとしての機能を
もつものとなる。そのため、赤外線フィルタ、紫外線フ
ィルタ等を光路に別途設ける必要がなくなる。
リフレクタ６ｏにメタルハライドランプ５０を装着し、
陰極５３及び陽極５４をそれぞれの外部電極５７及び５
８に接続した後で、リフレクタ６０にカバーガラス７０
を融着する。そして、リフレクタ６０及びカバーガラス
７０で囲まれた内部を真空引きし、真空度１０−５ト一
ル程度の密閉空間８０とする。符番７４は、真空引きし
た後の封じ切り部を示す。
このように真空雰囲気にメタルハライドランプ５０を配
置した投射用光源にあっては、メタルハライドランプ５
０から光がリフレクタ６０に出射される。光は、リフレ
クタ６０で反射された後、カバーガラス７０を透過し、
平行光線として送り出される。
たとえば、最低温度を８００℃に設定したとき、メタル
ハライドランプ５０の最高加熱温度は、８５０〜９００
℃と低いものであった。また、メタルハライドランプ５
０の各部温度差も極めて僅かなものであった。そして、
点灯時間が１００時間を超えたときにも、失透等の欠陥
が何等検出されなかった。
これに対し、第５図に示した従来の投射用光源では、単
管ランプ１０と放物面鏡２０との間に大気が存在するた
め、空気の対流によって単管ランプ１ｏの下側は冷却さ
れる。そこで、最低温度を８００℃に設定したとき、単
管ランプ１０の最高温度が９００〜１０００℃に達した
。このように、対流による熱伝導が行われることがら、
単管ランプ１０の温度差が上下方向に関して大きくなっ
ていた。その結果、点灯１００時間を経過した時点で、
単管ランプ１０の一部に失透がみられた。
実施例２：
本実施例においては、第３図に示すように、リフレクタ
６０の前面を直径方向に延びたステー７３を使用した。
そして、リフレクタ６０とカバーガラス７０との間の融
着部６３に、ステー７３の両端を固定した。この状態で
、ステー７３を電極５８に接続した。
次いで、リフレクタ６０及びカバーガラス７゜の内部空
間を真空引きし、実施例１と同様な真空度をもつ密閉空
間８０とした。
この場合にも、作動中におけるメタルハライドランプ５
０の最高温度は低く、また各部の温度差もごく僅かであ
った。
実施例３：
本実施例においては、第４図に示すように、リフレクタ
６ｏの器壁一部にリード挿通部６４を設け、陽極５４か
ら導出されたり一部５６を挿通して外部電源に接続して
いる。なお、リード５６としては、ガラスとほぼ同じ熱
膨張係数をもつ鉄−ニッケル合金等の封着合金が使用さ
れる。そして、リフレクタ６ｏとカバーガラス７０及び
リード挿通部６４とリード５６との接合は、融着又は低
膨張フリントシールによって行った。また、メタルハラ
イドランプ２０の基端部を耐熱性無機質の接着剤６５で
ランプ取付は部６１に固定し、陰極５３を外部電極５７
に結線した。
次いで、リフレクタ６０及びカバーガラス７０の内部空
間を真空引きし、実施例１と同様な真空度をもつ密閉空
間８０とした。
この場合にも、作動中におけるメタルハライドランプ５
０の最高温度は低く、また各部の温度差もごく僅かであ
った。
［発明の効果］
以上に説明したように、本発明においては、リフレクタ
及びカバーガラスで囲まれた密閉空間を真空雰囲気とし
、この密閉空間にメタルハライドランプを配置している
。したがって、大気の影響を受けることが少なくなり、
メタルハライドランプの封体の温度差を小さくすること
ができる。そのため、ランプの最高温度を抑えることが
可能となり、メタルハライドランプの封体な形成する石
英ガラスの失速やハロゲン化物との反応が抑えられ、長
期間にわたり安定して大きな光量を投射する投射用光源
が得られる。A metal halide lamp has a characteristic that the luminous efficiency (Lm/W) increases as the minimum temperature of the inner surface of the arc tube increases. In addition, the unevenness of the spectrum is reduced, and light with excellent color rendering properties can be obtained. However, when the temperature of the arc tube increases,
The quartz glass that forms the envelope of the arc tube becomes more stalled. Furthermore, the reaction between the metal halide and the silica glass causes a shortage of the absolute amount of the halide, resulting in a shortened lifespan. In this regard, in the projection light source of the present invention, a metal halide lamp is arranged in a closed space surrounded by a reflector and a cover glass, and the closed space is made into a vacuum atmosphere. Therefore, the sealed space acts as a vacuum heat insulating layer and is not affected by the atmosphere ψ, thereby suppressing the temperature difference between the metal halide lamp enclosures from increasing. Therefore, devitrification of the quartz glass forming the envelope of the metal halide lamp and consumption of halides are suppressed, and the required amount of light can be stably projected over a long period of time. [Example 1] Hereinafter, the present invention will be specifically explained by way of an example with reference to FIGS. 1 to 4. Example 1: In this example, a projection light source having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 was used. This projection light source includes a metal halide lamp 50 in a sealed space 80 surrounded by a reflector 60 and a cover glass 70.
It is located in The metal halide lamp 50 has a cathode 53 and an anode 54 facing each other in a hollow part 52 formed in the center of an enclosure 51 made of transparent quartz glass, like a conventional single tube lamp. The cathode 53 and the anode 54 are made of molybdenum foil 55. It is connected to each external electrode 57, 58 via a lead 56 or the like. The reflector 60 is attached to the lamp by fusing and caulking the portion 61 of the molybdenum foil 5 connected to the external electrode 57.
5 is fixed to the lamp mounting section 61. In addition, the number 59
The lamp mounting device is a getter that penetrates through the portion 61 and protrudes into the closed space 8o. The molybdenum foil 55 has a coefficient of thermal expansion close to that of glass, and prevents leakage between the electrode and the glass due to thermal expansion or contraction. The inner surface of the reflector 60 is formed into a paraboloid or an ellipsoid, and is coated with a coating 62 of a material with high reflectance. As the material for the coating 62, a material containing an infrared absorber and/or an ultraviolet absorber can be used. The front edge of the reflector 6o is a fused portion 63 fused to the cover glass 70. As the reflector 60 and the cover glass 70, for example, borosilicate glass having a coefficient of thermal expansion of 36 to 38 x 10-7/'C is used. Of these, cover glass 7
As o, a highly transparent material is used. A support portion 71 is formed at the center of the inner surface of the cover glass 70 . The support portion 71 is connected to the Ill pole 54 and supports one end of the portion 56 . A coupling 72 is provided in the middle of the lead 56.
A stay 73 or a lead extending from 2 passes through the fused portion 63 and is connected to the electrode 58. A coating 75 is applied to the inner or outer surface of the cover glass 70. As the material for the coating 75, a material containing an infrared absorber and/or an ultraviolet absorber is used. As a result, the cover glass 70
It functions as a filter that cuts out infrared rays and ultraviolet rays that cause temperature rise and acceleration of deterioration of the liquid crystal panel. Therefore, there is no need to separately provide an infrared filter, an ultraviolet filter, etc. in the optical path. A metal halide lamp 50 is attached to the reflector 6o,
The cathode 53 and the anode 54 are connected to respective external electrodes 57 and 5.
8, attach the cover glass 70 to the reflector 60.
fuse. Then, the interior surrounded by the reflector 60 and the cover glass 70 is evacuated to form a sealed space 80 with a degree of vacuum of about 10-5 torr. Reference numeral 74 indicates a sealed portion after vacuuming. In the projection light source in which the metal halide lamp 50 is arranged in a vacuum atmosphere, the metal halide lamp 5
Light is emitted from 0 to the reflector 60. After being reflected by the reflector 60, the light passes through the cover glass 70,
It is sent out as parallel rays. For example, when the minimum temperature is set to 800°C, the maximum heating temperature of the metal halide lamp 50 is 850 to 900°C.
The temperature was as low as ℃. Also, metal halide lamp 5
The temperature difference between each part of 0 was also extremely small. and,
Even when the lighting time exceeded 100 hours, no defects such as devitrification were detected. On the other hand, in the conventional projection light source shown in FIG. 5, since the atmosphere exists between the single tube lamp 10 and the parabolic mirror 20, the lower side of the single tube lamp 1o is cooled by air convection. be done. Therefore, when the minimum temperature was set at 800°C, the maximum temperature of the single tube lamp 10 reached 900 to 1000°C. In this way, heat conduction occurs through convection,
The temperature difference in the single tube lamp 10 was large in the vertical direction. As a result, after 100 hours of lighting,
Devitrification was observed in a part of the single tube lamp 10. Example 2: In this example, as shown in FIG. 3, a stay 73 extending diametrically from the front surface of the reflector 60 was used. Then, both ends of the stay 73 were fixed to the fused portion 63 between the reflector 60 and the cover glass 70. In this state, the stay 73 was connected to the electrode 58. Next, the interior space of the reflector 60 and the cover glass 7° was evacuated to form a sealed space 80 having the same degree of vacuum as in Example 1. Also in this case, the metal halide lamp 5 during operation
The maximum temperature at 0 was low, and the temperature difference between each part was also very small. Embodiment 3: In this embodiment, as shown in FIG. 4, a lead insertion part 64 is provided in a part of the wall of the reflector 6o, and the lead is led out from the anode 54 or inserted through a part 56 to connect to an external power source. are doing. Note that as the lead 56, a sealing alloy such as an iron-nickel alloy having a coefficient of thermal expansion substantially the same as that of glass is used. The reflector 6o and the cover glass 70 and the lead insertion portion 64 and the lead 56 were joined by fusion bonding or a low expansion flint seal. Further, the base end of the metal halide lamp 20 is fixed to the lamp mounting part 61 with a heat-resistant inorganic adhesive 65, and the cathode 53 is fixed to the external electrode 57.
I connected it to. Next, the interior spaces of the reflector 60 and the cover glass 70 were evacuated to form a sealed space 80 having the same degree of vacuum as in Example 1. Also in this case, the metal halide lamp 5 during operation
The maximum temperature at 0 was low, and the temperature difference between each part was also very small. [Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, a closed space surrounded by a reflector and a cover glass is made into a vacuum atmosphere, and a metal halide lamp is arranged in this closed space. Therefore, it is less affected by the atmosphere,
The temperature difference between the envelopes of metal halide lamps can be reduced. This makes it possible to suppress the maximum temperature of the lamp, suppress stalling of the quartz glass that forms the metal halide lamp's envelope, and suppress reactions with halides, creating a projection light source that stably projects a large amount of light over a long period of time. can get.
第１図は本発明の実施例１で使用した投射用光源の概略
を示した断面図、第２図はそのランプ取付は部を示し、
第３図及び第４図は他の実施例で使用した投射用光源を
示す。他方、第５図は単管式の投射用光源を示し、第６
図は二重管式の投射用光源を示し、第７図はそれぞれの
投射用光源の寿命を示したグラフである。
５０・・・メ
タルハライ
ドランプ。
６０・・・リフレクタ。
７０・・・カバーガラス。
８０・・・密閉空間FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the projection light source used in Example 1 of the present invention, and FIG. 2 shows the lamp mounting section.
3 and 4 show projection light sources used in other embodiments. On the other hand, FIG. 5 shows a single-tube projection light source, and the sixth
The figure shows a double tube type projection light source, and FIG. 7 is a graph showing the life of each projection light source. 50...Metal halide lamp. 60...Reflector. 70...Cover glass. 80...closed space
Claims (1)
クタと、該リフレクタの前縁に融着された透明度の高い
カバーガラスとを備えており、前記リフレクタ及び前記
カバーガラスにより形成された密閉空間を真空に維持し
、該密閉空間にメタルハライドランプを配置したことを
特徴とする投射用光源。(1) It is equipped with a reflector placed behind the metal halide lamp and a highly transparent cover glass fused to the front edge of the reflector, and the sealed space formed by the reflector and the cover glass is evacuated. 1. A projection light source characterized in that a metal halide lamp is arranged in the closed space.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24974090A JPH04129162A (en) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Illuminant for projection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24974090A JPH04129162A (en) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Illuminant for projection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129162A true JPH04129162A (en) | 1992-04-30 |
Family
ID=17197508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24974090A Pending JPH04129162A (en) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Illuminant for projection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04129162A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849993B2 (en) | 2000-05-31 | 2005-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp and lamp unit with caulking member |
| EP1619547A3 (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-01 | Seiko Epson Corporation | Lamp with reflector having a particular lead wire arrangement for a projector |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6095849A (en) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Iwasaki Electric Co Ltd | Reflection type compact metal halide lamp |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP24974090A patent/JPH04129162A/en active Pending
Patent Citations (1)
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| US7503662B2 (en) | 2004-07-14 | 2009-03-17 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
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